Aus der deutschen Patentschrift DE 195 31 402 C2 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erkennen von Defekten an einem Kraftfahrzeug bekannt. Zum Analysieren von Defekten werden Schwingungen im Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs er- fasst und mit gespeicherten Schwingungsmustern verglichen, wobei zu verschiedenen Betriebszuständen des Kraftfahrzeugs verschiedene Schwingungsmuster abgespeichert sind. Durch De- fekte von Komponenten ändert sich deren Eigenfrequenz und bei einem Vergleich der erfassten Schwingungsmuster mit den abge- speicherten Schwingungsmustern kann ein Defekt erkannt wer- den. Die Analyse der verglichenen Schwingungsmuster erfolgt anhand einer Frequenzanalyse mit Darstellung des Summenspekt- rums aus gespeichertem Schwingungsmuster und erfasstem Schwingungsmuster.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 198 44 784 A1 ist ein Verfahren zur Ermittlung eines von einem Betreiber sub- jektiv wahrgenommenen Störgeräusches bekannt, bei dem ein Ge- räusch eines Kraftfahrzeugs, das von einem Benutzer subjektiv als störend empfunden wird, aufgenommen wird. Die Erfassung des Geräuschs erfolgt bevorzugt binaural. Mittels einer Sig- nalnachverarbeitung außerhalb des Fahrzeugs wird die Ge- räuschkulisse dem Benutzer über Kopfhörer vorgespielt und der Benutzer wird gebeten, das Störgeräusch zu identifizieren.

Das identifizierte Störgeräusch wird einer Frequenzanalyse unterworfen und derart manipuliert, dass bestimmte Frequenzen oder Gruppen von Frequenzen verstärkt oder abgeschwächt wer- den. Die Manipulation erfolgt mittels Filterung. Das manipu- lierte Frequenzspektrum wird in ein Zeitsignal rücktransfor- miert und dem Benutzer erneut vorgespielt. Der Benutzer soll dann bewerten, ob das Störgeräusch noch vorhanden ist. Ent- sprechend der Bewertung des Benutzers wird eine entsprechende Maßnahme, speziell eine Reparatur des Fahrzeugs vorgenommen.

Mit der Erfindung sollen eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erfassen und Wiedergeben von Geräuschen, insbesondere zur akustischen Komponentenanalyse bei Kraftfahrzeugen, verbes- sert werden.

Erfindungsgemäß ist hierzu eine Vorrichtung zum Erfassen und Wiedergeben von Geräuschen, insbesondere zu akustischen Kom- ponentenanalyse bei Kraftfahrzeugen vorgesehen, mit wenigs- tens zwei Mikrofonen zur Anordnung im Bereich der beiden Oh- ren eines Benutzers für die binaurale Erfassung von Geräu- schen und für die Umsetzung in elektrische Signale, mit zwei Geräuschschutzeinrichtungen-z. B. mit einer Geräuschdämp- fung von 20 dB bei Frequenzen oberhalb von 250 Hz-zur An- ordnung im Bereich der beiden Ohren für die Abschirmung der beiden Ohren von den erfassten Geräuschen, mit Signalverar- beitungsmitteln zur Echtzeitverarbeitung oder Echtzeitweiter- gabe der erzeugten elektrischen Signale und mit zwei Schall- wandlern zur Anordnung im Bereich der beiden Ohren für die binaurale Echtzeiterzeugung von Schallsignalen entsprechend der weitergegebenen oder verarbeiteten Signale.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung können erfasste Geräu- sche in Echtzeit gefiltert, manipuliert und gehörrichtig re- produziert werden. Durch die Erfindung werden die Vorausset- zungen für eine Echtzeitbeurteilung von Geräuschen geschaf- fen. Bisherige bekannte aufwendige Verfahren werden dadurch erheblich vereinfacht, so dass eine sinnvolle Anwendung im Entwicklungs-und Servicebereich überhaupt erst möglich wird.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist, dass die Signal- verarbeitung in Echtzeit erfolgt und damit kein zeitaufwendi- ges Postprozessing von Daten vorgenommen werden muss. Viel- mehr kann im Falle eines Kraftfahrzeugs ein Geräusch während einer Testfahrt in Echtzeit manipuliert und erneut wiederge- geben werden.

In Weiterbildung der Erfindung weisen die Signalverarbei- tungsmittel Einrichtungen zum Verringern oder Erhöhen des durch die Schallwandler abgestrahlten Geräuschpegels gegen- über dem durch die beiden Mikrofone erfassten Geräuschpegel auf.

Auf diese Weise wird eine Echtzeitbeurteilung auch sehr star- ker oder sehr schwacher Geräusche oder Geräuschanteile mög- lich, die allein durch das menschliche Ohr nicht sinnvoll be- urteilt werden könnten. Vorteilhafterweise kann die passive Abschirmung durch die Ohrmuschel durch ein niederfrequent wirkendes, z. B. 16-300 Hz, Geräuschminderungssystem mit- tels destruktiver Interferenz-bekannt von Headsets für Flugzeugpiloten-kombiniert werden. Damit werden niederfre- quente Fahrwerksgeräusche sowie die niedrigen Motorordnungen stark gedämpft. Hochfrequente Anteile, die interferometrisch schwer zu dämpfen sind, werden durch die passive Abschirmung der Ohrmuschel ausreichend gedämpft.

In Weiterbildung der Erfindung weisen die Signalverarbei- tungsmittel Filtereinrichtungen zum Ausblenden von Frequenz- bereichen des erfassten Geräuschs auf, wobei über die Zeit gesehen feste oder variable Frequenzbereiche ausblendbar sind.

Auf diese Weise wird eine Komponentenanalyse durch Ausblenden von z. B. Motorordnungen oder Resonanzfrequenzen kritischer Bauteile während einer Testfahrt ermöglicht.

In Weiterbildung der Erfindung weisen die Signalverarbei- tungsmittel Steuereinrichtungen zum Steuern der Filterein- richtungen in Abhängigkeit von Betriebsparametern eines wei- teren Systems, insbesondere eines untersuchten Objekts oder Kraftfahrzeugs auf.

Beispielsweise kann eine Steuerung oder Triggerung der Fil- tereinrichtung in Abhängigkeit eines Drehzahlsignals, einer Fahrgeschwindigkeit oder eines Einschaltsignals eines Lüfters oder eines Turboladers erfolgen. Die Steuerung der Filterein- richtungen kann auch in Abhängigkeit eines weiteren Sensors, beispielsweise eines Körperschallsensors, erfolgen.

In Weiterbildung der Erfindung weisen die Steuereinrichtungen Mittel zum Darstellen neuronaler Netze und/oder Fuzzylogik auf.

Durch diese Maßnahmen wird die Darstellung künstlicher Intel- ligenz möglich.

In Weiterbildung der Erfindung sind Datenbankeinrichtungen, insbesondere zum Abspeichern von Geräuschmustern, vorgesehen.

Auf diese Weise können beispielsweise Geräuschmuster zum Ver- gleich und zum Dokumentieren von Entwicklungszwischenständen abgespeichert werden.

In Weiterbildung der Erfindung sind Synthetisiereinrichtungen zum Erzeugen von Geräuschmustern aus den erfassten Geräuschen vorgesehen.

Durch diese Maßnahmen wird die Darstellung eines gewünschten Höreindrucks möglich und die Beurteilung des Einflusses von Veränderungen an Komponenten auf das abgegebene Geräusch.

In Weiterbildung der Erfindung weisen die Signalverarbei- tungsmittel Mischeinrichtungen zum Zumischen von erzeugten Geräuschmustern und/oder abgespeicherten Geräuschmustern zu den weiterverarbeiteten oder weitergegebenen Signalen auf.

Auf diese Weise kann ein Geräuscheindruck simuliert werden, beispielsweise ein Geräuscheindruck der sich bei einer Aus- rüstung mit Sonderausstattungen eines Kraftfahrzeugs ergibt.

In Weiterbildung der Erfindung werden die Mischeinrichtungen in Abhängigkeit von Betriebsparametern eines weiteren Sys- tems, insbesondere eines untersuchten Objekts oder Kraftfahr- zeugs, gesteuert. Zur Steuerung können neuronale Netze und Fuzzylogik verwendet werden.

In Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens eine Kommunika- tionsschnittstelle vorgesehen.

Auf diese Weise können Daten an weitere Systeme weitergegeben oder von diesen empfangen werden. Beispielsweise ist auch die Steuerung oder Regelung weiterer Subsysteme möglich. Bei- spielsweise können Fahrprogramme erstellt werden, die eine Einstellung von Getriebe, Motoren und ggf. Lüfter für eine geringstmögliche Geräuschbelästigung vornehmen.

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird auch durch ein Verfahren zum Erfassen und Wiedergeben von Geräuschen, insbesondere zur akustischen Komponentenanalyse bei Kraft- fahrzeugen gelöst, bei dem folgende Schritte vorgesehen sind : Binaurales Erfassen von Geräuschen im Bereich der beiden Oh- ren eines Benutzers und Umsetzen in elektrische Signale unter Abschirmung der beiden Ohren von den Geräuschen, Verarbeiten oder Weitergeben der erzeugten elektrischen Signale in Echt- zeit und binaurales Erzeugen von Schallsignalen im Bereich der beiden Ohren in Echtzeit entsprechend der weitergegebenen oder verarbeiteten Signale.

Bei der Echtzeitsignalverarbeitung kann eine Filterung zum Ausblenden zeitlich konstanter und/oder veränderlicher Fre- quenzbereiche vorgesehen sein.

Die Filterung kann in Abhängigkeit von Betriebsparametern ei- nes weiteren Systems, insbesondere eines untersuchten Objekts oder Kraftfahrzeugs und ggf. unter Einsatz von neuronalen Netzen und Fuzzylogik erfolgen.

Eine Synthetisierung von Geräuschmustern aus den erfassten Geräuschen kann vorgesehen sein sowie das Mischen von erfass- ten, synthetisierten und/oder abgespeicherten Geräuschmus- tern. Das Mischen kann in Abhängigkeit von Betriebsparametern eines weiteren Systems, insbesondere eines untersuchten Ob- jekts oder Kraftfahrzeugs, erfolgen, wobei das Mischen unter Einsatz von neuronalen Netzen und/oder Fuzzylogik erfolgen kann.

Weiterhin kann ein Datenaustausch und/oder eine Kommunikation mit weiteren Systemen erfolgen.

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird auch durch einen Kopfhörer, insbesondere zur Verwendung bei der erfin- dungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren gelöst, mit zwei Abschirmmuscheln für menschliche Ohren und jeweils wenigstens einem Schallwandler in jeder Abschirmmu- schel, wobei an einer dem Ohr abgewandten Außenseite jeder Abschirmmuschel wenigstens ein Mikrophon angeordnet ist.

Mittels eines solchen Kopfhörers wird zum einen die gehör- richtige Erfassung von Geräuschen und die gehörrichtige, ggf. manipulierte Wiedergabe von Geräuschen ermöglicht. Dadurch kann beispielweise während einer Testfahrt im Kraftfahrzeug der Geräuscheindruck in Echtzeit manipuliert werden. Wesent- lich ist, dass mit der Erfindung in Echtzeit und somit im we- sentlichen gleichzeitig Geräusche gehörrichtig, vorzugsweise binaural, erfasst und wiedergegeben werden können.

In Weiterbildung der Erfindung ist an der dem Ohr abgewandten Außenseite jeder Abschirmmuschel eine Nachbildung eines menschlichen Ohres angeordnet, in deren Bereich sich das Mik- rophon befindet.

Durch diese Maßnahmen wird eine gehörrichtige Erfassung nach Art eines Kunstkopfes ermöglicht.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung einer bevorzug- ten Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen : Fig. 1 eine schematische Blockdarstellung der erfindungsge- mäßen Vorrichtung, Fig. 2 eine weitere schematische Darstellung der erfindungs- gemäßen Vorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Kopf- hörer und Fig. 3 ein schematisches Ablaufdiagramm des erfindungsgemä- ßen Verfahrens.

Die Darstellung der Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Vor- richtung, die zwei Mikrofone 10,12 aufweist, die für die An- ordnung im Bereich der beiden Ohren eines Benutzers vorgese- hen sind. Die Mikrofone 10,12 erfassen Geräusche an den bei- den Ohren des Benutzers und geben diese an einen Echtzeitpro- zessor 14 weiter. Im Echtzeitprozessor 14 werden die von den Mikrofonen 10,12 gelieferten Signale verarbeitet oder ledig- lich durchgeschleift. Beispielsweise kann lediglich der Ge- räuschpegel verringert oder erhöht werden. Die verarbeiteten oder durchgeschleiften Signale werden dann an zwei Schall- wandler 16,18 ausgegeben, die die erhaltenen elektrischen Signale in Schallsignale umsetzen. Die Schallwandler 16,18 sind jeweils innerhalb einer Hörmuschel eines Kopfhörers an- geordnet. Mittels der Mikrofone 10,12, die außen an den Hör- muscheln angeordnet sind, und den Schallwandlern 16,18 in- nerhalb der Hörmuschel kann somit eine binaurale Geräuscher- fassung und Geräuschwiedergabe erfolgen. Die Geräuscherfas- sung und die Geräuschwiedergabe erfolgt im wesentlichen gleichzeitig, ggf. mit einer zwischengeschalteten Echtzeit- verarbeitung der Signale im Echtzeitprozessor 14.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung kann einem Probanden beim Aufenthalt in einer Umgebung mit Geräuscheinwirkung eine im allgemeinen authentische Hörsituation gewährleistet wer- den. Mittels des Echtzeitprozessors 14 können bei Bedarf spe- zielle Bestandteile des Gesamtgeräusches für den Probanden in Echtzeit herausgefiltert werden. Dadurch wird eine in Echt- zeit stattfindende Quellenidentifikation von Geräuschen für den Probanden erheblich erleichtert. Dies ist insbesondere bei Entwicklungs-und Instandhaltungsarbeiten von Kraftfahr- zeugen von erheblichem Interesse. So können beispielsweise Geräuschursachen an Kraftfahrzeugen, allgemein auch techni- schen Geräten, mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf- gespürt werden.

Bei hochdynamischen Maschinen, wie beispielsweise einem Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotor, treten im Betrieb häufig to- nale Geräuschanteile auf, die trotz ihres relativ niedrigen Pegels den Charakter des Gesamtgeräusches dominieren. Häufig sind solche tonalen Geräuschanteile der Grund für Kundenbean- standungen. Die technischen Ursachen dieser tonalen Geräusch- anteile liegen oft in der Periodizität dieser mechanischer o- der hydraulischer Ereignisse, die in einem festen Zahlenver- hältnis zur Motordrehzahl stehen. Die Motordrehzahl selbst wird als Grundordnung oder erste Ordnung bezeichnet. Ein Ver- zahnungsgeräusch eines Kettenantriebs mit beispielsweise 18 Zähnen am Zahnrad erzeugt dann typischer Weise die sogenannte 18te Motorordnung.

Wird ein Fahrzeug wegen hoher tonaler Geräuschanteile, soge- nannter Heulgeräusche, beanstandet, so kann durch eine sub- jektive Beurteilung allein durch das menschliche Gehör häufig nicht genau genug die frequenzmäßige Lage des tonalen Ge- räuschanteils-erkannt werden. Eine nach der Aufnahme durchge- führt Frequenzanalyse kann neben statischen Töne auch dynami- sche Töne, beispielsweise Motorordnungen, anhand der synchro- nen Erfassung der Motordrehzahl exakt analysieren und der technischen Ursache zuordnen. Ein tonaler Geräuschanteil oder ein sogenanntes Heulgeräusch kann beispielsweise von hydrau- lischen Komponenten der Ölpumpe, von Kettenverzahnungen oder dem Generator abgestrahlt werden. Nach Durchführung der Fre- quenzanalyse kann ein Heulgeräusch einer bestimmten Motorord- nung und möglicherweise einer geräuschverursachenden Baugrup- pe zugeordnet werden.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung kann eine solche Ana- lyse von Geräuschen in Echtzeit erfolgen, so dass beispiels- weise während einer Probefahrt Motorordnungen wahlweise her- ausgefiltert werden können, um unter realistischen Bedingun- gen, speziell gehörrichtiger Erfassung und Wiedergabe von Ge- räuschen, die Ursache von störenden Geräuschen herauszufin- den. Mittels des Echtzeitprozessors 14 wird eine Signalverar- beitung der von den Mikrofonen 10,12 gelieferten elektri- schen Signale durchgeführt. Hierzu erfolgt mittels des Echt- zeitprozessors 14 beispielsweise eine digitale Frequenzanaly- se und eine Filterung des erhaltenen Frequenzspektrums zum Ausblenden von Frequenzbereichen des erfassten Geräuschs.

Hierbei können Frequenzbereiche ausgeblendet werden, die zeitlich gesehen konstant oder variabel sind. Beispielsweise können, wie bereits ausgeführt wurde, Motorordnungen ausge- blendet werden oder auch über die Zeit gesehen konstante Fre- quenzbereiche, wie Resonanzfrequenzen kritischer Bauteile.

Mittels des Echtzeitprozessors 14 wird auch das manipulierte Frequenzspektrum wieder in ein zeitliches Signal umgesetzt und an die Schallwandler 16,18 ausgegeben.

Um beispielsweise Motorordnungen ausblenden zu können, erhält der Echtzeitprozessor 14 Eingangsdaten von einem weiteren System oder Subsystem 20, beispielsweise einem Verbrennungs- motor eines Kraftfahrzeugs. Allgemein werden von dem Subsys- tem 20 Betriebsdaten zur Verfügung gestellt, die beispiels- weise eine Motordrehzahl, eine Fährgeschwindigkeit, Schaltzu- stände von Lüftern, den Ladedruck eines Turboladers oder der- gleichen umfassen können.

Der Echtzeitprozessor 14 erhält weiterhin Eingangssignale von einem Referenzsensor 22. Ein solcher Referenzsensor kann bei- spielsweise ein Körperschallsensor sein, der an einem ver- dächtigen Bauteil angebracht ist. Mittels des Echtzeitprozes- sors 14 kann dadurch der vom Körperschall des verdächtigen Bauteils erzeugte Geräuschanteil wahlweise herausgefiltert werden, um den subjektiv wahrnehmbaren Beitrag der verdäch- tigten Komponente zum Gesamtgeräusch in Echtzeit beurteilen zu können. Der Referenzsensor 22 kann aber beispielsweise auch als Mikrophon ausgebildet sein, das außerhalb des Fahr- zeuginnenraums angeordnet ist. Auf diese Weise kann bei- spielsweise der hörbare Einfluss von Windgeräuschen, Reifen- abrollgeräuschen und Auspuffmündungsgeräuschen untersucht werden.

Weiterhin kann der Echtzeitprozessor 14 Daten mit einer Da- tenbank 24 austauschen und Daten von dieser Datenbank 24 er- halten. Die Datenbank 24 ist für das Abspeichern von Ge- räuschmustern vorgesehen, die mittels der Mikrofone 10,12 erfasst wurden. Die erfassten Geräuschmuster können gegebe- nenfalls gefiltert werden. Weiterhin werden in der Datenbank 24 synthetisierte Geräuschmuster abgespeichert, die auf Basis der mittels der Mikrofone 10,12 erfassten Geräusche erzeugt wurden. Weiterhin kann die Datenbank 24 zur Speicherung von Geräuschmustern verwendet werden, die beispielsweise voll- ständig auf Simulation beruhen oder die an anderen Systemen als dem Subsystem 20 erfasst wurden.

Die in der Datenbank 24 abgelegten Geräuschmuster können mit- tels des Echtzeitprozessors 14 in Echtzeit den Geräuschen, die mittels der Mikrofone 10,12 erfasst werden, überlagert werden. Durch eine solche Zumischung von Geräuschmustern kön- nen Höreindrücke simuliert werden. Beispielsweise kann ein Höreindruck simuliert werden, der sich ergibt, wenn ein Kraftfahrzeug mit einer speziellen Sonderausstattung oder ei- ner anderen Variante eines verbauten Bauteils versehen ist.

Das Zumischen abgespeicherter Geräuschmuster kann beispiels- weise unter Steuerung von Betriebsdaten des Subsystems 20 o- der von Signalen des Referenzsensors 22 erfolgen. Weiterhin kann die Zumischung von Geräuschmustern aus der Datenbank 24, wie auch die Filterung der erfassten Geräusche innerhalb des Echtzeitprozessors 14, mittels künstlicher Intelligenz, dar- gestellt durch neuronale Netze oder Fuzzylogik, gesteuert werden.

Schließlich ist die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Kommunikationseinheit 26 versehen, über die ein Daten-und Signalaustausch mit weiteren Systemen erfolgen kann. Weitere Systeme können durch Signale von dem Echtzeitprozessor 14 ge- steuert oder auch geregelt werden. Beispielsweise kann der Echtzeitprozessor 14 über die Kommunikationseinheit 26 Signa- le an eine Motorsteuerung abgeben, um einen Verbrennungsmotor möglichst geräuscharm zu betreiben.

In der Darstellung der Fig. 2 ist die Vorrichtung der Fig. 1 detaillierter dargestellt und speziell ist die Anordnung der Mikrofone 10,12 und der Schallwandler 16,18 an einem erfin- dungsgemäßen Kopfhörer 28 zu erkennen. Der Kopfhörer 28 weist in an und für sich konventioneller Weise zwei Abschirmmu- scheln 30,32 auf, die mittels eines Bügels 34 verbunden sind und jeweils ein Ohr eines Benutzers 54 gegen Umgebungsgeräu- sche abschirmen. Innerhalb der Abschirmmuschel 30 ist der Schallwandler oder Lautsprecher 16 angeordnet und innerhalb der Abschirmmuschel 32 ist der Schallwandler oder Lautspre- cher 18 angeordnet.

Auf der Außenseite der Abschirmmuscheln 30,32, die dem je- weiligen, abgeschirmten Ohr des Benutzers 54 abgewandt ist, ist jeweils eine künstliche Ohrmuschel 36,38 oder eine ge- eignete Anordnung von Schallwandlern, durch deren Zusammen- wirken die räumliche Richtcharakteristik-einer Ohrmuschel er- reicht werden kann, angeordnet. Innerhalb der künstlichen Ohrmuschel 36, die an der Abschirmmuschel 30 angeordnet ist, ist das Mikrofon 10 platziert und innerhalb der künstlichen Ohrmuschel 38, die auf der Abschirmmuschel 32 angeordnet ist, ist das Mikrofon 12 angeordnet. Mittels der künstlichen Ohr- muscheln 36,38 und der Mikrofone 10,12 ist eine gehörrich- tige, binaurale Erfassung eines Umgebungsgeräuschs möglich, das mittels der Doppelpfeile 40 angedeutet ist. In der sche- matischen Darstellung der Fig. 2 sind die künstlichen Ohrmu- scheln 36,38 nicht maßstäblich dargestellt. Es ist einzuse- hen, dass im Sinne eines möglichst realitätsnahen Hörein- drucks die künstlichen Ohrmuscheln 36 möglichst nahe am Kopf oder an den Ohren des Benutzers 34 anzuordnen sind.

Die von den Mikrofonen 10,12 erfassten Geräusche werden von diesen in elektrische Signale umgesetzt und an den Echtzeit- prozessor 14 übergeben. Der Echtzeitprozessor 14, der auch als Sound-Prozessor bezeichnet werden kann, führt eine Analy- se der dem erfassten Geräusch entsprechenden elektrischen Signale durch. Er enthält mindestens einen Ordnungsfilter, mindestens einen statischen Filter und kann darüber hinaus eine Dokumentation der erfassten Geräusche und durchgeführten Manipulationen bewirken. Beispielsweise können entsprechende Daten in der Datenbank 24 abgelegt oder an eine Anzeigevor- richtung übergeben werden.

Wie bereits ausgeführt wurde, erhält der Echtzeitprozessor 14 Betriebsdaten von einem weiteren System, im dargestellten Fall ein Kraftfahrzeug 22. Vom Kraftfahrzeug 22 kann bei- spielsweise ein Drehzahlsignal als Triggersignal übergeben werden. Der Echtzeitprozessor 14 ist weiterhin mit einem kon- ventionellen zweiten Kopfhörerausgang 42 versehen, der das Mithören des erfassten oder des manipulierten Geräusches er- möglicht.

Die vom Echtzeitprozessor 14 gefilterten und ggf. weiter ma- nipulierten Signale werden an die Schallwandler 16,18 ausge- geben, die Schallsignale erzeugen und diese innerhalb der Ab- schirmmuscheln 30,32 in Richtung auf die Ohren des Benutzers 34 abstrahlen. Der Benutzer 54 erhält dadurch eine gehörrich- tige Wiedergabe des gefilterten und ggf. weiter manipulierten Geräuschs. Um dabei eine möglichst gute Abschirmung durch die Abschirmmuscheln 30,32 zu erreichen, liegen diese mittels jeweils einer flexiblen Abdichtung 44 am Kopf des Benutzers 54 an.

Der erfindungsgemäße Kopfhörer 28 kombiniert somit ein binau- rales Kopfbügelmikrofon, wie es in ähnlicher Form aus der a- kustischen Kunstkopfmesstechnik bekannt ist, mit einem ge- schlossenen Kopfhörer mit starker Abschirmung. Die Schaller- fassung erfolgt durch ein Mikrofon mit künstlicher Ohrmu- schel, ähnlich einem Kunstkopf. Die Mikrofone 10,12 mit den künstlichen Ohrmuscheln 36,38 sind direkt an den Außenseiten der Abschirmmuscheln 30,32 und möglichst nahe an den Ohren des Benutzers 34 angeordnet, um die authentische Hörwahrneh- mung zu gewährleisten. Im Basiszustand der erfindungsgemäßen Vorrichtung, in dem der Echtzeitprozessor 14 die erfassten Geräusche ohne manipulierende Filterung, jedoch mit einer Ge- hörrichtigkeitskorrektur, an die Schallwandler 16,18 wei- tergibt, hat der Benutzer 54 im wesentlichen den gleichen Höreindruck, als ob er den Kopfhörer 28 nicht tragen würde.

Werden die erfassten Signale vom Echtzeitprozessor 14 manipu- liert, gewährleistet der sich bei dem Benutzer 54 einstellen- de Höreindruck die authentische Wahrnehmung des Restgeräu- sches ohne die gezielt ausgeblendeten Bestandteile.

Im folgenden werden Anwendungsbeispiele für die erfindungsge- mäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren gegeben.

Beim Fahren eines Kraftfahrzeugs mit turboaufgeladenem Verbrennungsmotor stechen aus dem Gesamtgeräusch zwei Be- standteile signifikant heraus. Zum einen ist infolge der Ver- zahnung des Kettenantriebs der Nockenwelle die achtzehnte Mo- torordnung zu hören. Zum anderen fällt nach schneller Last- wegnahme das Nachlaufen des Turboladers, dessen Drehzahl kein festes Verhältnis zur Motordrehzahl hat, auf. Mittels der er- findungsgemäßen Vorrichtung kann unter Berücksichtigung der Motordrehzahl ein Bandsperrfilter auf die achtzehnte Motor- ordnung gelegt werden. Dadurch kann die achtzehnte Motorord- nung ausgeblendet werden, ohne die übrige Geräuschwahrnehmung über den geschlossenen Kopfhörer 28 zu beeinträchtigen. Da- durch ist das Heulgeräusch des Kettenantriebs bei keiner Mo- tordrehzahl zu hören und der Vergleich mit dem ungefilterten Signal identifiziert das geräuschverursachende Bauteil, näm- lich den Kettenantrieb.

Da die Drehzahl des Turboladers kein festes Verhältnis zur Motordrehzahl hat, kann sein Heulgeräusch nicht durch ein einfaches Motorordnungsfilter ausgeblendet werden. Zur ge- zielten Steuerung des notwendigen Bandsperrfilters muss die Drehzahl des Turboladers beispielsweise über einen Körper- schallsensor, entsprechend einem Referenzsensor 22, erfasst werden. Dadurch können die erforderlichen Filterparameter im Echtzeitprozessor 14 bestimmt werden und das Heulgeräusch des Turboladers kann ausgeblendet werden.

Durch die Echtzeitverarbeitung der Signale im Echtzeitprozes- sor 14 kann am realen Objekt ein Vergleich des ungefilterten und des gefilterten Geräuschs erfolgen, ohne dass ein Zeit- verzug oder ein Reproduktion von Aufzeichnungsgeräten erfor- derlich wäre. Dadurch werden Beurteilungen erleichtert und Entwicklungszyklen können verkürzt werden.

Als weiteres Beispiel sei die Verwendung separater Mikrofone oder anderer Sensoren erwähnt. Solche separaten Mikrofone o- der weitere Sensoren können im Nahfeld einer verdächtigen Ge- räuschquelle angeordnet werden, so dass Geräuschmuster dieser Quelle erfasst werden. Indem diese erfassten Geräuschmuster an den Echtzeitprozessor 14 übergeben werden, kann dieser das für die Quelle typische Geräuschmuster aus dem Übertragungs- weg zwischen den Mikrofonen 10,12 und den Schallwandlern 16, 18 herausfiltern.

Neben der Herausfilterung von Geräuschmustern erlaubt die mögliche Zumischung anderer Geräuschmuster aus der Datenbank 24 die Simulierung des Austauschs geräuschlich wahrnehmbarer Aggregate in Echtzeit, beispielsweise während einer Probe- fahrt.

Die Darstellung der Fig. 3 zeigt schematisch eine Ausfüh- rungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Im Schritt 46 er- folgt das binaurale Erfassen von Geräuschen mittels der Mik- rofone 10,12, die in den künstlichen Ohrmuscheln 36,38 und somit dann, wenn der Benutzer 54 den Kopfhörer 28 trägt, im Bereich seiner beiden Ohren angeordnet sind. Die Mikrofone 10,12 setzen die erfassten Geräusche im Schritt 46 in elek- trische Signale um und geben diese an den Echtzeitprozessor 14 weiter.

Der Echtzeitprozessor 14 bewirkt im Schritt 48 eine Echtzeit- verarbeitung der von den Mikrofonen 10,12 erzeugten elektri- schen Signale. Beispielsweise kann lediglich ein Geräuschpe- gel erhöht oder erniedrigt werden oder die Signale können gar unverändert wieder an die Schallwandler 16,18 ausgegeben werden. Üblicherweise erfolgt aber eine Fouriertransformation der von den Mikrofonen 10,12 erhaltenen zeitlichen Signale, eine Filterung oder sonstige Manipulation im Frequenzbereich.

In Schritt 48 kann auch eine Synthetisierung und Abspeiche- rung von Geräuschmustern aus den mittels der Mikrofone 10,12 erfassten Geräuschmustern erfolgen.

In optionalem Schritt 50 kann ein Mischen der von den Mikro- fonen 10,12 erfassten und im Schritt 48 gegebenenfalls mani- pulierten Geräuschmuster mit abgespeicherten Geräuschmustern im Zeit-oder Frequenzbereich erfolgen.

Im nachfolgenden Schritt 52 werden die gegebenenfalls gefil- terten und manipulierten elektrischen Signale nach Rücktrans- formation in den Zeitbereich an die Schallwandler 16,18 aus- gegeben, die daraufhin eine binaurale und gehörrichtige Er- zeugung von Schallsignalen bewirken.

Wesentlich ist, dass mit der Erfindung der subjektive Ein- fluss von Veränderungen der Geräuschmuster beurteilt werden kann, da eine binaurale Erfassung und Wiedergabe von Schall- signalen unter Berücksichtigung der Empfindlichkeitskurven des menschlichen Gehörs erfolgen. Da Erfassung, Manipulation und Wiedergabe der Geräuschmuster im wesentlichen gleichzei- tig, in Echtzeit, erfolgen, lassen sich Geräusche unter rea- len Testbedingungen, beispielsweise während einer Testfahrt, untersuchen. Dies ist für die subjektive Beurteilung von Ge- räuschen, deren Authentizität in nicht unerheblichem Maß von der Summe aller Umgebungsbedingungen, wie Sitzvibration, Be- schleunigungseinwirkungen und Korrelation mit der Fahrzeugbe- dienung, z. B. Kuppeln, Gasgeben, abhängt, von wesentlicher Bedeutung. Dadurch lässt sich in Kraftfahrzeugen, insbesonde- re in mit Störgeräuschen behafteten Prototypen, das Geräusch eines virtuellen Antriebsstrangs simulieren.

Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, die in jedem Fahrzeug vorhandene Hörsituation von störenden Klangkomponenten zu be- reinigen und in direkter Korrelation zu Bedienungen des Fah- rers mit zusätzlichen, z. B. synthetischen und/oder gesampel- ten, Klangkomponenten anzureichern. Somit ergibt sich die Möglichkeit, einen virtuellen Motor testzufahren. Insbesonde- re ein typischer Sportwagen-Sound, der durch gewisse zuge- mischte Klangkomponenten mit entsprechender Drehzahlabhängig- keit und Lastabhängigkeit, erzeugbar ist, lässt sich direkt erleben und in der authentischen Umgebung eines Fahrzeuges angemessen dosieren. Somit ist das Zielgeräusch konkretisier- bar, lange bevor der zukünftige Motor auch nur auf dem Prüf- stand läuft.